电场对二维自旋轨道耦合系统中非平衡自旋极化的调控作用的研究

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在自旋电子学中,使用电场或者磁场来调节二维自旋轨道耦合系统的自旋极化,是进行自旋操控最为有效的方法之一。尤其对于前者,如何通过电场来实施行之有效的调控,引起了领域内极大的兴趣。   本硕士论文从理论上研究了包含Rashba和Dresslhaus自旋轨道耦合相互作用的二维电子系统在恒定磁场及含时电场共同作用下自旋极化的现象。本文全文分四章,具体内容安排如下:   第一章,简要介绍了论文的研究背景,最新的进展以及研究意义。   第二章,通过求解描述该模型的密度矩阵的半经典量子力学波尔兹曼动理方程,求出自旋极化对恒定磁场及含时电场的精确解析表达式。   第三章,利用上一章得到的自旋极化对恒定磁场及含时电场的解析表达式,进行数值计算,并对不同参数取值下的情形进行详细讨论。   第四章,在上述数值计算的基础上,提出实现自旋操控的两种方式,以及相关的展望。   其论文结论包括,发现对于沿着[001]和[011]方向生长的量子阱,在仅仅加入外部电场的情况下,电场通过自旋轨道相互作用,在样品的z方向上能够引起很弱的自旋极化。而随着外加磁场的加入,该自旋极化会增强。而z方向上的自旋极化,在某些外加电场频率下会达到极值。其极值的大小,出现的位置与外加电场的大小,磁场的大小方向以及材料内部参数(包括自旋弛豫率,Rashba耦合系数,Dresselhaus耦合系数及相对大小比值)均有关。   根据上面结果,我们提出对于二维Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合电子系统,我们可以通过调控外加电场频率或者通过转动外加在平面内磁场的角度两种方式来对自旋极化实现有效的调控。
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